(19) |
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(11) |
EP 1 411 682 B1 |
(12) |
EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
(45) |
Hinweis auf die Patenterteilung: |
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08.02.2006 Patentblatt 2006/06 |
(22) |
Anmeldetag: 10.10.2003 |
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(51) |
Internationale Patentklassifikation (IPC):
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(54) |
Modulare Ethernet-Switch Architektur mit G.Links und ohne Adressierung der Schnittstellenmodule
Modular Ethernet Switch architecture with G.Link and without Interface module addressing
Architecture modulaire d'un commutateur Ethernet avec G.Links et sans adressage des
modules d'interface
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(84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LI LU MC NL PT RO SE SI SK TR |
(30) |
Priorität: |
16.10.2002 DE 10248140
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(43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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21.04.2004 Patentblatt 2004/17 |
(73) |
Patentinhaber: PHOENIX CONTACT GmbH & Co. Kg |
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32825 Blomberg (DE) |
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(72) |
Erfinder: |
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- Fechner, Kai, Dipl.-Ing.
32756 Detmold (DE)
- Müller, Martin, Dipl.-Ing.
32676 Lügde (DE)
- Jasperneite, Jürgen, Dipl.-Ing.
32839 Steinheim (DE)
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(74) |
Vertreter: Bill, Burkart Hartmut |
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Blumbach - Zinngrebe
Patentanwälte
Saalbaustrasse 11 64283 Darmstadt 64283 Darmstadt (DE) |
(56) |
Entgegenhaltungen: :
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- VONNAHME E ET AL: "Measurements in switched Ethernet networks used for automation
systems" FACTORY COMMUNICATION SYSTEMS, 2000. PROCEEDINGS. 2000 IEEE INTERNATIONAL
WORKSHOP ON PORTO, PORTUGAL 6-8 SEPT. 2000, PISCATAWAY, NJ, USA,IEEE, US, 6. September
2000 (2000-09-06), Seiten 231-238, XP010521815 ISBN: 0-7803-6500-3
- HUBBS B: "A survey of highly integrated Ethernet DataComm devices" AEROSPACE CONFERENCE,
1998 IEEE SNOWMASS AT ASPEN, CO, USA 21-28 MARCH 1998, NEW YORK, NY, USA,IEEE, US,
21. März 1998 (1998-03-21), Seiten 489-498, XP010286906 ISBN: 0-7803-4311-5
- "10/100/1000 Ethernet: Galileo Technology Announces Availability of the first Products
in The GalNet-II Architecture Family" EDGE: WORKING GROUP COMPUTING REPORT, [Online]
20. Juli 1998 (1998-07-20), Seiten 1-6, XP002264301 Gefunden im Internet: <URL:http://www.findarticles.com/cf_0/m0WU
B/1998_July_20/50170308/p1/article.jhtml> [gefunden am 2003-12-09]
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Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung betrifft ein Schnittstellenmodul für einen modular aufbaubaren Ethernet-Switch,
einen derartigen Ethernet-Switch sowie ein Verfahren zum modularen Bereitstellen einer
Vielzahl von ansteuerbaren Ethernet-Anschlüssen.
[0002] Insbesondere in der Automatisierungs-Technik unterliegt die Kommunikation einem Wandel.
Der Bedarf für allgemein standardisierte und offengelegte Protokolle wächst zunehmend
mit fortschreitender Automatisierung und der damit einher gehenden Notwendigkeit zur
Vernetzung unterschiedlichster technischer Einheiten.
[0003] Der offene Industriestandard Ethernet findet daher zunehmend Verbreitung und ermöglicht
eine übergreifende Kollaboration der unterschiedlichen Netze, wobei darüber transportierbares
TCP/IP eine Fernsteuerung, Fernwartung und/oder Fernsensorik bis zur Werkzeugmaschine
ermöglicht.
[0004] Ein wesentlicher Bestandteil derartiger Ethernet-basierten Netze bilden schaltbare
aktive Verteiler, im allgemeinen und nachfolgend Switch genannt, die durch Segmentierung
der Netzwerke die Wahrscheinlichkeit von Kollisionen von zu übertragenen Datenpaketen
erheblich reduzieren. Auf der Bausteinebene sind heute voll integrierte Switches mit
einer Vielzahl von Anschlüssen, sogenannte Multiport-Switches verfügbar.
[0005] Die WO 02 41544 A zeigt einen Rückwandplatinenschnittstellenadapter mit Fehlerkontrolle
und Redundanter Struktur für einen Hochleistungsnetzwerkswitch. Der redundante Strukturreceiver
der Rückwandplatine verbessert die Fähigkeit des Adapters korrekt und widerspruchsfrei
schmale Datenpakete tragende Eingabezellen zu empfangen und und breite gestrippte
Zellen zu einer Schaltstruktur auszugeben.
[0006] Das Dokument "10/1001000 Ethernet: Galileo Technology Announces Availability of the
First Products in the GalNet-II Architecture Family, EDGE: WORKING GROUP COMPUTING
REPORT, [Online] 20, Juli 1998 (1998-07-20)" beschreibt unter anderem einen 32-Port
Fast-Ethernet-Switch, welcher mit vier GT-48310, verbunden mit einem einzigen GT-48300,
gebaut werden kann. Mehrfache GT-48300 können sowohl in Peer-To-Peer- als auch in
hierarchische Anordnungen kaskadiert werden, um Unterstützung für mehr als vier G.Link-Ports
hinzu zufügen.
[0007] Diese Ethernet-Switches weisen somit herkömmlicherweise eine vorgegebene Anzahl von
mit einer Schaltsteuereinheit verbundenen Ethernet-Schnittstellen und somit im Wesentlichen
festgelegte Baugrößen zur Realisierung bestimmter definierter Funktionen auf. Bei
notwendiger Erweiterung der Schnittstellen ist folglich ein weiterer kostenintensiver
und raumgreifender vollständiger Ethernet-Switch notwendig, auch wenn dieser nicht
vollumfänglich genutzt wird.
[0008] Ferner sind Ethernet-Switches bekannt, bei denen mittels einer Kreuzkoppeleinrichtung,
einem sogenannten Crossbar, eine definierte Anzahl von Schaltsteuereinheiten mit jeweils
einer vorgegebenen Anzahl von Ethernet-Schnittstellen separat über eine vielpolige
Busleitung, der sogenannten G.Link miteinander verbunden sind. Hierbei ist jedoch
eine entsprechende Adressierung zwischen dem Crossbar und der jeweiligen Schaltsteuereinheit,
um eine gewünschte Ansteuerung der Schnittstellen zu gewährleisten, notwendig.
[0009] Aufgabe der Erfindung ist es, einen neuen und wesentlich verbesserten Weg aufzuzeigen,
welcher vorstehend aufgezeigte Probleme und Nachteile des Standes der Technik im wesentlichen
ausschließt und insbesondere einen anwendergerechten bzw. anwendungsspezifischen Ethernet-Switch
bereitstellt.
[0010] Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe ist durch ein Schnittstellenmodul mit den
Merkmalen gemäß Anspruch 13, einen Ethernet-Switch gemäß Anspruch 1 sowie durch ein
Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 17 gegeben.
[0011] Vorteilhafte und/oder bevorzugte Ausführungsformen bzw. Weiterbildungen sind Gegenstand
der jeweiligen Unteransprüche.
[0012] Erfindungsgemäß ist somit ein Schnittstellenmodul vorgeschlagen, mit einer ersten
Anzahl einer Reihe von Ports und einer zweiten Anzahl einer Reihe von Ports, wobei
der in der Reihe der ersten Anzahl von Ports erste Port über eine Datenleitung mit
einer an eine Schnittstelleneinrichtung gekoppelte Schalt-Steuereinheit verbunden
ist und wobei die nachfolgenden Ports der ersten Anzahl der Reihe von Ports jeweils
der Reihe nach über eine Datenleitung mit den Ports der zweiten Anzahl der Reihe von
Ports, beginnend mit dem ersten Port in der Reihe der zweiten Anzahl von Ports verbunden
sind.
[0013] Mit einem derartigen Schnittstellenmodul ist auf überraschend einfache Weise ein
Switch mit einer eine Crossbar-Einrichtung umfassenden Kopfeinrichtung und einer Anzahl
von nachgeschalteten Schnittstellenmodulen mit jeweils einer ersten Anzahl einer Reihe
von Ports und einer zweiten Anzahl einer Reihe von Ports derart aufbaubar, dass jeweils
der gleiche in der Reihe der ersten Anzahl von Ports mit einer an eine Schnittstelleneinrichtung,
insbesondere einer Ethernet-Schnittstellen umfassende Schnittstelleneinrichtung, gekoppelte
Schalt-Steuereinheit verbunden ist und die weiteren Ports der ersten Reihe der ersten
Anzahl von Ports, insbesondere kaskadisch über jeweilige Datenleitungen jeweils mit
einem Port der zweiten Anzahl der Reihe von Ports verbunden sind.
[0014] Aufgrund des damit gewährleisteten modularen Bereitstellens einer Vielzahl von schaltbaren
Ethernet-Anschlüssen, in dem eine Crossbar-Einrichtung mit einer Vielzahl von separaten
vielpoligen Datenleitungen mit modular aneinanderreihbaren, jeweiligen Ethernet-Anschlüssen
zugeordneten Schalt-Steuereinheiten über jeweils eine vordefinierte Datenleitung verbunden
wird, wobei jede Schalt-Steuereinheit bevorzugt als Teil eines Schnittstellenmoduls
hergestellt wird, derart, dass an ein nachgeschaltetes Schnittstellenmodul zu übertragende
Information kaskadenartig durch das jeweils vorgeschaltete Schnittstellenmodul durchgeführt
wird, ist eine spezifische Adressierung der jeweiligen Schnittstellenmodule somit
nicht mehr notwendig insbesondere, da alle Schnittstellenmodule gleichartig aufgebaut
sind und die jeweilige Adressierung durch die Aneinanderschaltung der einzelnen Schnittstellenmodule
entsprechend definiert ist.
[0015] Überdies ist eine anwendungsspezifische Baugröße aufgrund des modularen Aufbaus gewährleistet,
der das Bedürfnis an effizienten, platzsparenden und dennoch kostengünstigen Lösungen,
insbesondere im Industriebereich erstmalig zufrieden stellt.
[0016] Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, wenn insbesondere aufgrund des gleichartigen
Aufbaus der Schnittstellenmodule die vorzugsweise Ethernet-kompatiblen Schnittstellen
noch nicht vordefiniert sind und somit ferner eine applikationsspezifisch höchst flexible,
zusätzliche modulare Einsatzvielfalt ermöglicht wird. Erst durch Verbinden einer jeweiligen
Schnittstelle mit einem spezifizierenden Schnittstellen-Verwendungsmodul erfolgt somit
eine Festlegung der Schnittstelle in Bezug auf eine für die weitere Nutzung und/oder
Verarbeitung der an der Schnittstelle bereitgestellten Signale gewünschte und/oder
erforderliche Einrichtung. Solche Schnittstellen-Verwendungsmodule umfassen also insbesondere
passive Module, zum Beispiel zum Bereitstellen einer herkömmlichen RJ-45 Buchse, aktive,
beispielsweise als Übertragungsmedium-Konverter zum Ankoppeln eines optischen Lichtwellenleiters
und/oder für eine Funkübertragung ausgebildete Module und als (Zwischen-)Speicher
ausgebildete Module.
[0017] Die Busleitungen sind hierbei in bevorzugter Ausführung jeweils als separate und
vielpolige Busleitungen, sogenannte G.Links, ausgebildet, so dass auch eine Übertragung
hoher Datenmengen innerhalb eines Schnittstellenmoduls gewährleistet ist. Die Crossbar-Einrichtung
umfasst in zweckmäßiger Weise ferner eine Vielzahl von derartigen Busleitungen, die
sternförmig mit jeweils einer Schalt-Steuereinheit verbindbar sind.
[0018] In praktischer Weiterbildung umfasst die Kopfeinrichtung ferner eine zusätzliche
Schnittstelleneinrichtung, die mittels einer Busleitung direkt, bevorzugt über eine
Schalt-Steuereinheit der Kopfeinrichtung, mit der Crossbar-Einrichtung verbunden ist.
[0019] Darüber hinaus umfasst die Crossbar-Einrichtung in praktischer Weiterbildung eine
PCI (Progammable Communicaton Interface)-Schnittstelle zum Anschalten insbesondere
einer Steuereinheit für Managementfunktionen, wie beispielsweise einer CPU. Durch
das kaskadische Durchleiten der Daten durch ein jeweiliges Schnittstellenmodul zwischen
jeweiligen Eingangs- und Ausgangsports, wobei die Ports bevorzugt derart ausgebildet
sind, dass sie sich sowohl als Eingangs- als auch als Ausgangsport eignen, ist der
erfindungsgemäße Ethernet-Switch anwenderspezifisch modular aufbaubar und/oder erweiterbar.
Die Hochgeschwindigkeits-Busleitungen, insbesondere der Crossbar-Einrichtung, sind
ferner in bevorzugter Weiterbildung seriell zur einfachen Zuordnung angeordnet.
[0020] Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer bevorzugten jedoch beispielhaften Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Ethernet-Switches unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung
näher beschrieben.
[0021] In der Zeichnung zeigen:
- Fig. 1
- eine schematische Blockdarstellung eines erfindungsgemäß modular aufgebauten Ethernet-Switches
mit G.Link ohne Adressierung, und
- Fig. 2, 3 und 4
- schematische Blockdarstellungen beispielhafter Festlegungen eines Ethernet-Ports mittels
unterschiedlicher Schnittstellen-Verwendungsmodule.
[0022] Nachfolgend wird insbesondere auf Fig. 1 Bezug genommen, durch welche ein beispielhafter
bevorzugter Ethernet-Switch gemäß der Erfindung schematisch dargestellt ist.
[0023] Der dargestellte Ethernet-Switch umfasst eine Kopfstation 1 sowie vier Schnittstellenmodule
2a, 2b, 2c und 2d. Jedes dieser Schnittstellenmodule 2a, 2b, 2c und 2d umfasst eine
Schalt-Steuereinheit 3a, 3b, 3c und 3d, die jeweils mit einer vorgegebenen Anzahl
von Ethernet-kompatiblen Schnittstellen 4a, 4b, 4c und 4d, im vorliegenden Beispielsfall
mit jeweils acht Ethernet-Ports, umfassend ausgebildet sind. Bei Fig. 1 ist an der
Schnittstelleneinrichtung 4a beispielhaft einer der acht Ethernet-Ports mit dem Bezugszeichen
44a belegt.
[0024] Jeder dieser Ports enthält hierbei somit gemäß nachfolgender Beschreibung bereitgestellte
Datensignale, wobei zusätzlich Spannungsversorgungen und Steuersignale bereitgestellt
werden. Eine Festlegung der einzelnen Ethernet-Ports erfolgt hinsichtlich der weiteren
Nutzung und/oder Verarbeitung der Signale erst durch jeweiliges Anschalten eines applikationsspezifisch-bedingten
Schnittstellen-Verwendungsmoduls aus eine Vielzahl von unterschiedlichen Schnittstellen-Verwendungsmodulen.
Solche, die Ports spezifizierenden Module umfassen somit insbesondere passive Module,
zum Beispiel zum Bereitstellen einer herkömmlichen RJ-45 Buchse, aktive, beispielsweise
als Übertragungsmedium-Konverter zum Ankoppeln eines optischen Lichtwellenleiters
ausgebildete Module und/oder als (Zwischen-)Speicher ausgebildete Module.
[0025] Die Fig. 2 bis 4 zeigen beispielhaft an einem Multifunktionsport 44 der Schnittstelleneinrichtung
4a der Fig. 1 drei unterschiedliche, applikationsspezifische Festlegungen von Ethernet-Ports
44a mittels spezifischen, in den Fig. 2 bis 4 als Interface-Modul bezeichneten Schnittstellen-Verwendungsmodulen
20, wobei der Multifunktionsport 44 zumindest einen, im vorliegenden Beispiel zwei
Ethernet-Ports 44a, Steuersignale und eine Spannungsversorgung enthält.
[0026] Der Multifunktionsport 44 weist im vorliegenden Beispiel vier integrierte, mehradrige
Steckverbinderanschlüsse A, B, C und D auf. An den Anschlüssen A und B liegen gemäß
nachfolgender Beschreibung bereitgestellte Datensignale der Ethernet-Ports 44a an,
an C die Spannungsversorgung und über D wird von einer Managementeinrichtung 8 (Fig.
1) eine zusätzliche Logikschnittstelle zur Verfügung gestellt. Das bei Fig. 2 mit
dem Multifunktionsport 44 verbundene Schnittstellen-Verwendungsmodul 20 stellt folglich
über die Anschlüsse A und B zwei herkömmliche RJ-45 Buchsen bereit. Das bei Fig. 3
mit dem Multifunktionsport 44 verbundene Schnittstellen-Verwendungsmodul 20 stellt
gleichfalls über die Anschlüsse A und B zwei herkömmliche RJ-45 Buchsen bereit und
umfasst ferner einen mit den Anschlüssen C und D gekoppelten Speicher. Das bei Fig.
4 mit dem Multifunktionsport 44 verbundene Schnittstellen-Verwendungsmodul 20 stellt
über den Anschluss A eine RJ-45 Buchse bereit und umfasst ferner einen mit den Anschlüssen
B und C gekoppelten Übertragungsmedium-Konverter, so dass zusätzlich zur RJ-45 Buchse
eine LWL-Buchse zum Ankoppeln eines Lichtwellenleiters bereitgestellt wird.
[0027] Unter nachfolgender Bezugnahme insbesondere wieder auf Fig. 1, ist jedes Schnittstellenmodul
2a, 2b, 2c bzw. 2d mit einer Anzahl von als Eingangsports dienenden Ports 5a, 5b,
5c bzw. 5d und einer Anzahl von als Ausgangsports dienenden Ports 6a, 6b, 6c bzw.
6d hergestellt. Die Schalt-Steuereinheit 3a, 3b, 3c bzw. 3d eines jeweiligen Schnittstellenmoduls
2a, 2b, 2c bzw. 2d ist über eine Datenleitverbindung an jeweils den gleichen Port
der Anzahl von Eingangsports 5a, 5b, 5c bzw. 5d des betreffenden Schnittstellenmoduls
angeschaltet.
[0028] Im vorliegenden Fall ist die Schalt-Steuereinheit 3a, 3b, 3c bzw. 3d jeweils über
eine separate vielpolige Busleitung an den jeweils ersten Eingangsport 51a, 51b, 51c
bzw. 51d angeschaltet.
[0029] Die jeweils nachfolgenden Ports 52, 53 und 54 der Anzahl von Eingangsports 5a, 5b,
5c bzw. 5d sind mit der Anzahl der Ausgangsports 6a, 6b, 6c bzw. 6d des jeweiligen
Schnittstellenmoduls 2a, 2b, 2c bzw. 2d über eine vorgegebene kaskadische Anordnung
verbunden.
[0030] Im vorliegenden Beispielsfall ist der jeweilige, an zweiter Position angeordnete
Eingangsport 52 mit dem ersten Ausgangsport 61, der dritte Eingangsport 53 mit dem
zweiten Ausgangsport 62 und der vierte Eingangsport 54 mit dem dritten Ausgangsport
63 verbunden.
[0031] Die Kopfstation 1 umfasst ferner eine Kreuzkoppeleinrichtung oder einen Crossbar
7, der eine PCI-Schnittstelle zu einer hierüber verbindbaren Managementeinrichtung
8, wie einer CPU, beispielhaft umfasst. Der Crossbar 7 weist ferner eine Vielzahl
vielpoliger interner Busleitungen auf, die seriell an wenigstens eine Ausgangsportleiste
9 der Kopfstation 1 angeschaltet sind. Herkömmlicherweise stellen die Crossbar-Einrichtungen
7 des heutigen Standes der Technik vier bis zwölf interne Hochgeschwindigkeits- Busleitungen,
sogenannte G.Links bereit. Die Eingangsports 5a, 5b, 5c bzw. 5d der Schnittstellenmodule
2a, 2b, 2c bzw. 2d sind hierbei praktischerweise entsprechend komplementär zur der
Ausgangsportleiste 9 der Kopfstation angepasst.
[0032] Die Kopfstation 1 umfasst bevorzugt ferner wenigstens eine weitere eigene Schalt-Steuereinheit
10, die mit einer entsprechend vorgewählten Schnittstelleneinrichtung 11, im vorliegenden
Fall wiederum eine acht Ethernet-Ports umfassende Schnittstelleneinrichtung verbunden
ist, deren Spezifizierung zweckmäßigerweise wiederum erst durch Anschließen eines
individuellen Schnittstellen-Verwendungsmoduls erfolgt.
[0033] Der Crossbar 7 ist die übergeordnete Komponente, die mit jeder Schalt-Steuereinheit
3a, 3b, 3c und 3d über jeweils eine der separaten vielpoligen internen Busleitungen
verbunden ist. Der Crossbar ist eingangsseitig herkömmlicher Weise mit einer nicht
dargestellten Netzkomponente, wie beispielsweise einer vorgeschalteten Kreuzkoppeleinrichtung
verbunden. Alle von dem Crossbar 7 weiterführenden vielpoligen Busse bzw. G.Link-Verbindungen,
die somit eine quasi sternförmige Verbindung zwischen weiteren Schalt- und/oder Steuereinheiten
und dem Crossbar 7 bereitstellen, sind durch das erste Schnittstellenmodul 2a kaskadisch
geführt, mit Ausnahme des in der Fig. 1 oben angeordneten, am Eingangsport 51a angeschalteten
Busses. Dieser wird direkt zur im Schnittstellenmodul 2a vorhandenen Schalt-Steuereinheit
3a geführt. Die restlichen durchgeführten Busse sind an der Ausgangsportleiste 6a
derart angeordnet, dass der eingangsseitig zweite Bus der ausgangsseitig erste Bus
wird, der auf eingangsseitig dritte Bus ausgangsseitig zweite Bus wird usw.
[0034] Das dem Schnittstellenmodul 2a angeschlossene weitere Modul 2b ist wiederum über
seinen oberen, am Eingangsport 51b angeschalteten Bus mit der Schalt-Steuereinheit
3a verbunden.
[0035] Mit anderen Worten ist der im Schnittstellenmodul 2a eingangsseitig an zweiter Position
und ausgangsseitig an erster Position angeordnete Bus im Schnittstellenmodul 2b direkt
zur Schalt-Steuereinheit 3b geführt.
[0036] Die anderen Busse werden wiederum kaskadisch im Schnittstellenmodul 2b durchgeführt.
Da der Aufbau der einzelnen Module 2a, 2b, 2c und 2d im Wesentlichen identisch ist,
folglich in der vorstehend, in Bezug auf das Schnittstellenmodul 2a beschriebenen
Art und Weise.
[0037] Eine wesentliche Folge hierdurch ist insbesondere, dass die erste Schalt-Steuereinheit
3a des ersten Schnittstellenmoduls 2a mit dem Crossbar 7 über die erste G.Link-Verbindung
B1 verbunden ist, die zweite Schalt-Steuereinheit 3b des zweiten Schnittstellenmoduls
2b bzw. die dritte und vierte Schalt-Steuereinheit 3c, 3d des jeweils nachfolgenden
Schnittstellenmoduls 2c, 2d am zweiten Bus B2 des Crossbar 7 bzw. am jeweils entsprechend
nachfolgenden dritten und vierten Bus B3 bzw. B4 des Crossbar 7 angeschlossen ist.
[0038] Eine zusätzliche Adressierung der einzelnen Schnittstellenmodule selbst ist somit
nicht mehr notwendig, insbesondere da diese durch die Aneinanderschaltung der einzelnen
Schnittstellenmodule 2a, 2b, 2c, 2d entsprechend definiert ist. Alle Schnittstellenmodule
sind gleichartig aufgebaut und können somit platzsparend und kostengünstig, insbesondere
bei der Steuertechnik im Industriebereich, praktischer Weise für Eingabe/Ausgabe Stationen
eingesetzt werden.
[0039] Die maximale Begrenzung des erfindungsgemäßen Ethernet-Switches ist hierbei durch
die Kreuzkoppeleinrichtung 7 basierend auf der bereitgestellten Anzahl von G.Link-Verbindungen
gegeben, wobei die Anzahl der Eingangs- und Ausgangsport 5a-5d bzw. 6a-6d zum Durchleiten
einer größeren Anzahl von Busleitungen im Vergleich zu der in Fig. 1 dargestellten
Anzahl vor vier Busleitungen entsprechend anzupassen ist.
1. Ethernet-Switch umfassend eine Kopfeinrichtung (1) mit einer Crossbar-Einrichtung
(7) und einer Anzahl von über Datenleitungen (1,B1; 1,B2; 1, B3; 1,B4) nachgeschalteten
Schnittstellenmodulen (2a, 2b, 2c, 2d), mit jeweils einer ersten Anzahl einer Reihe
(5a, 5b, 5c, 5d) von Ports und einer zweiten Anzahl einer Reihe (6a, 6b, 6c, 6d) von
Ports derart, dass jeweils der gleiche (51a, 51b, 51c, 51d) in der Reihe (5a, 5b,
5c, 5d) der ersten Anzahl von Ports mit einer an eine Schnittstelleneinrichtung (4a,
4b, 4c, 4d) gekoppelte Schalt-Steuereinheit (3a, 3b, 3c, 3d) verbunden ist und die
weiteren Ports (52a, 53a, 54a) der Reihe (5a, 5b, 5c, 5d) der ersten Anzahl von Ports,
jeweils über kaskadisch geführte Datenleitungen mit einem Port der zweiten Anzahl
der Reihe (6a, 6b, 6c, 6d) von Ports verbunden sind.
2. Ethernet-Switch nach vorstehendem Anspruch, wobei die nachfolgenden Ports (52a, 53a,
54a) der Reihe (5a, 5b, 5c, 5d) der ersten Anzahl von Ports jeweils mittels wenigstens
einer Datenleitung der Reihe nach mit den Ports (61a, 62a, 63a) der Reihe (6a, 6b,
6c, 6d) der zweiten Anzahl von Ports, beginnend mit dem ersten (61a) in der Reihe
(6a, 6b, 6c, 6d) der zweiten Anzahl von Ports verbunden sind.
3. Ethernet-Switch nach einem der beiden vorstehenden Ansprüche, wobei die Datenleitungen
(B1, B2, B3, B4) Busleitungen umfassen.
4. Ethernet-Switch nach vorstehendem Anspruch, wobei die Crossbar-Einrichtung (7) eine
Vielzahl von Busleitungen umfasst, die sternförmig mit jeweils einer Schalt-Steuereinheit
(3a, 3b, 3c, 3d) verbunden sind.
5. Ethernet-Switch nach einem der vorstehenden Ansprüchen, wobei die Kopfeinrichtung
(1) eine Schnittstelleneinrichtung (11) umfasst, die mittels einer Busleitung direkt
oder über eine Schalt-steuereinheit (9) der Kopfeinrichtung (1) mit der Crossbar-Einrichtung
(7) verbunden ist.
6. Ethernet-Switch nach einem der vorstehendem Ansprüche, wobei die Schnittstelleneinrichtung
(4a, 4b, 4c, 4d, 11) eine Anzahl von Ethernet-Schnittstellen umfasst.
7. Ethernet-Switch nach einem der vorstehenden Ansprüche, umfassend wenigstens ein an
wenigstens eine Schnittstelleneinrichtung (4a, 4b, 4c, 4d, 11) angeschlossenes Schnittstellen-Verwendungsmodul
(20) zur Spezifizierung wenigstens einer Schnittstelle (44a).
8. Ethernet-Switch nach vorstehendem Anspruch, wobei das Schnittstellen-Verwendungsmodul
(20) als aktives, passives und/oder als (Zwischen-)Speichermodul ausgebildet ist.
9. Ethernet-Switch nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Datenleitungen (B1,
B2, B3, B4) jeweils als separate, vielpolige G.Link-Verbindungen ausgebildet sind.
10. Ethernet-Switch nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Crossbar-Einrichtung
(7) eine PCI-Schnittstelle zum Anschalten einer Managementfunktions-Einrichtung (8)
umfasst.
11. Ethernet-Switch nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Aufbau des Ethernet-Switches
modular aufgebaut und/oder erweiterbar ist.
12. Ethernet-Switch nach einem der vorstehenden Ansprüche 3 bis 10, wobei die Busleitungen
seriell angeordnet sind.
13. Schnittstellenmodul (2a, 2b, 2c, 2d) zur Verwendung in einer Ethernet-Switch nach
einem der vorstehenden Ansprüche, umfassend:
eine erste Anzahl einer Reihe (5a, 5b, 5c, 5d) von Ports (51a, 52a, 53a, 54a, 51b,
51c, 51d) und eine zweite Anzahl einer Reihe (6a, 6b, 6c, 6d) von Ports (61a, 62a,
63a, 64a), wobei
der in der Reihe (5a, 5b, 5c, 5d) der ersten Anzahl von Ports (51a, 52a, 53a, 54a,
51b, 51c, 51d) erste Port (51a, 51b, 51c, 51d) über wenigstens eine Datenleitung (2a,B1;
2b,B2; 2c,B3; 2d,B4) mit einer, an eine Schnittstelleneinrichtung (4a, 4b, 4c, 4d)
angeschaltete Schalt-Steuereinheit (3a, 3b, 3c, 3d) verbunden ist, und wobei
die nachfolgenden Ports (52a, 53a, 54a) der Reihe (5a, 5b, 5c, 5d) der ersten Anzahl
von Ports jeweils mittels wenigstens einer Datenleitung der Reihe nach mit den Ports
(61a, 62a, 63a, 64a) der Reihe (6a, 6b, 6c, 6d) der zweiten Anzahl von Ports, beginnend
mit dem ersten (61a) in der Reihe (6a, 6b, 6c, 6d) der zweiten Anzahl von Ports verbunden
sind.
14. Schnittstellenmodul nach vorstehendem Anspruch, wobei die Schnittstelleneinrichtung
(4a, 4b, 4c, 4d, 11) eine Anzahl von Ethernet-Schnittstellen umfasst.
15. Schnittstelleneinrichtung nach einem der beiden vorstehenden Ansprüche, wobei eine
Schnittstellenspezifizierung der Schnittstelleneinrichtung (4a, 4b, 4c, 4d) über wenigstens
ein an die Schnittstelleneinrichtung anzuschließendes Schnittstellen-Verwendungsmodul
(20) erfolgt.
16. Schnittstellenmodul nach einem der vorstehenden Ansprüche 13 bis 15, wobei Datenleitungen
(B1, B2, B3, B4) als separate und vielpolige Busleitungen ausgebildet sind.
17. Verfahren zum Bereitstellen einer Vielzahl von schaltbaren Schnittstelleneinrichtungen
(4a, 4b, 4c, 4d), wobei eine Crossbar-Einrichtung (7), welche eine Vielzahl von separaten
vielpoligen Datenleitungen (B1, B2, B3, B4) umfasst, mit modular aneinanderreihbaren,
jeweiligen Schnittstelleneinrichtungen (4a, 4b, 4c, 4d) zugeordneten, Schalt-Steuereinheiten
(3a, 3b, 3c, 3d) über jeweils eine vordefinierte Datenleitung (B1, B2, B3, B4) verbunden
wird und bei welchem jede Schalt-Steuereinheit (3a, 3b, 3c, 3d) als Teil eines Schnittstellenmoduls
(2a, 2b, 2c, 2d) hergestellt wird, derart, dass die von der Crossbar-Einrichtung (7)
an ein nachgeschaltetes Schnittstellenmodul (2b, 2c, 2d) zu übertragende Information
über eine kaskadische Anordnung durch das jeweils vorangeschaltete Schnittstellenmodul
(2a, 2b, 2c) geführt wird.
18. Verfahren nach vorstehendem Anspruch, bei welchem die Schnittstelleneinrichtung (4a,
4b, 4c, 4d) als ein Ethernet-Anschluss bereitgestellt wird.
19. Verfahren nach vorstehendem Anspruch, bei welchem die Vielzahl von Ethernet-Anschlüssen
durch Anschalten von Schnittstellen-Verwendungsmodulen (20) festgelegt wird.
1. Commutateur Ethernet comprenant un dispositif de tête (1), comportant un dispositif
à barres croisées (Crossbar) (7), et un certain nombre de modules d'interface (2a,
2b, 2c, 2d) connectés en aval par l'intermédiaire de lignes de données (1,B1 ; 1,B2
; 1,B3 ; 1,B4) et dotés chacun d'un premier nombre d'une rangée (5a, 5b, 5c, 5d) de
points d'accès (ports) et d'un deuxième nombre d'une rangée (6a, 6b, 6c, 6d) de points
d'accès de sorte que, chaque fois, le même (51a, 51b, 51c, 51d) dans la rangée (5a,
5b, 5c, 5d) du premier nombre de points d'accès soit relié à une unité de commande
de commutation (3a, 3b, 3c, 3d) couplée à un dispositif d'interface (4a, 4b, 4c, 4d)
et que les autres points d'accès (52a, 53a, 54a) de la rangée (5a, 5b, 5c, 5d) du
premier nombre de points d'accès soient chaque fois reliés, par l'intermédiaire de
lignes de données montées en cascade, à un point d'accès du deuxième nombre de la
rangée (6a, 6b, 6c, 6d) de points d'accès.
2. Commutateur Ethernet selon la revendication précédente, dans lequel les points d'accès
suivants (52a, 53a, 54a) de la rangée (5a, 5b, 5c, 5d) du premier nombre de points
d'accès sont reliés dans l'ordre, chaque fois au moyen d'au moins une ligne de données,
aux points d'accès (61a, 62a, 63a) de la rangée (6a, 6b, 6c, 6d) du deuxième nombre
de points d'accès, et ce en commençant par le premier (61a) dans la rangée (6a, 6b,
6c, 6d) du deuxième nombre de points d'accès.
3. Commutateur Ethernet selon l'une des deux revendications précédentes, dans lequel
les lignes de données (B1, B2, B3, B4) comprennent des lignes de bus.
4. Commutateur Ethernet selon la revendication précédente, dans lequel le dispositif
à barres croisées (7) comprend une pluralité de lignes de bus qui sont reliées, en
étoile, chaque fois à une unité de commande de commutation (3a, 3b, 3c, 3d).
5. Commutateur Ethernet selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le dispositif
de tête (1) comprend un dispositif d'interface (11) qui est relié, au moyen d'une
ligne de bus, directement ou par l'intermédiaire d'une unité de commande de commutation
(9) du dispositif de tête (1), au dispositif à barres croisées (7).
6. Commutateur Ethernet selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le dispositif
d'interface (4a, 4b, 4c, 4d, 11) comprend un certain nombre d'interfaces Ethernet.
7. Commutateur Ethernet selon l'une des revendications précédentes, comprenant au moins
un module d'application formant interface (20) raccordé à au moins un dispositif d'interface
(4a, 4b, 4c, 4d, 11) et servant à spécifier au moins une interface (44a).
8. Commutateur Ethernet selon la revendication précédente, dans lequel le module d'application
formant interface (20) est réalisé sous forme de module actif, passif et/ou de mémoire
(tampon).
9. Commutateur Ethernet selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les lignes
de données (B1, B2, B3, B4) sont chacune réalisées sous forme de liaisons G-Link multipolaires
séparées.
10. Commutateur Ethernet selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le dispositif
à barres croisées (7) comprend une interface PCI servant à connecter un dispositif
assurant des fonctions de gestion (8).
11. Commutateur Ethernet selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'architecture
du commutateur Ethernet est modulaire et/ou peut être agrandie.
12. Commutateur Ethernet selon l'une des revendications précédentes 3 à 10, dans lequel
les lignes de bus sont disposées en série.
13. Module d'interface (2a, 2b, 2c, 2d) destiné à être utilisé dans un commutateur Ethernet
selon l'une des revendications précédentes, comprenant :
un premier nombre d'une rangée (5a, 5b, 5c, 5d) de points d'accès (51a, 52a, 53a,
54a, 51b, 51c, 51d) et un deuxième nombre d'une rangée (6a, 6b, 6c, 6d) de points
d'accès (61a, 62a, 63a, 64a),
le premier point d'accès (51a, 51b, 51c, 51d) dans la rangée (5a, 5b, 5c, 5d) du premier
nombre de points d'accès (51a, 52a, 53a, 54a, 51b, 51c, 51d) étant relié, par l'intermédiaire
d'au moins une ligne de données (2a,B1 ; 2b,B2 ; 2c,B3 ; 2d,B4), à une unité de commande
de commutation (3a, 3b, 3c, 3d) connectée à un dispositif d'interface (4a, 4b, 4c,
4d), et
les points d'accès suivants (52a, 53a, 54a) de la rangée (5a, 5b, 5c, 5d) du premier
nombre de points d'accès étant reliés dans l'ordre, chaque fois au moyen d'au moins
une ligne de données, aux points d'accès (61a, 62a, 63a, 64a) de la rangée (6a, 6b,
6c, 6d) du deuxième nombre de points d'accès, et ce en commençant par le premier (61a)
dans la rangée (6a, 6b, 6c, 6d) du deuxième nombre de points d'accès.
14. Module d'interface selon la revendication précédente, dans lequel le dispositif d'interface
(4a, 4b, 4c, 4d, 11) comprend un certain nombre d'interfaces Ethernet.
15. Dispositif d'interface selon l'une des deux revendications précédentes, dans lequel
une spécification d'interface du dispositif d'interface (4a, 4b, 4c, 4d) a lieu par
l'intermédiaire d'au moins un module d'application formant interface (20) à raccorder
au dispositif d'interface.
16. Module d'interface selon l'une des revendications précédentes 13 à 15, dans lequel
les lignes de données (B1, B2, B3, B4) sont réalisées sous forme de lignes de bus
séparées et multipolaires.
17. Procédé de mise à disposition d'une pluralité de dispositifs d'interface commutables
(4a, 4b, 4c, 4d), dans lequel on relie un dispositif à barres croisées (7) comprenant
une pluralité de lignes de données multipolaires séparées (B1, B2, B3, B4), chaque
fois par l'intermédiaire d'une ligne de données prédéfinie (B1, B2, B3, B4), à des
unités de commande de commutation (3a, 3b, 3c, 3d) qui peuvent être alignées les unes
à côté des autres de manière modulaire et qui sont associées à des dispositifs d'interface
respectifs (4a, 4b, 4c, 4d), et dans lequel chaque unité de commande de commutation
(3a, 3b, 3c, 3d) est fabriquée sous forme de partie d'un module d'interface (2a, 2b,
2c, 2d) de telle sorte que l'information à transmettre du dispositif à barres croisées
(7) à un module d'interface (2b, 2c, 2d) connecté en aval passe, par l'intermédiaire
d'un montage en cascade, à travers le module d'interface (2a, 2b, 2c) chaque fois
connecté avant.
18. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel le dispositif d'interface (4a,
4b, 4c, 4d) est mis à disposition sous forme de connexion Ethernet.
19. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel la pluralité de connexions
Ethernet est fixée par mise en circuit de modules d'application formant interface
(20).
1. An Ethernet switch, comprising a head device (1) with a crossbar device (7) and a
number of interface modules (2a, 2b, 2c, 2d) subsequently connected by means of data
lines (1, B1; 1, B2; 1, B3; 1, B4), each having a first number of a row (5a, 5b, 5c,
5d) of ports and a second number of a row (6a, 6b, 6c, 6d) of ports in such a manner
that in each case the same one (51a, 51b, 51c, 51d) in the row (5a, 5b, 5c, 5d) of
the first number of ports is connected to a switch control unit (3a, 3b, 3c, 3d) coupled
to an interface device (4a, 4b, 4c, 4d), and the further ports (52a, 53a, 54a) of
the row (5a, 5b, 5c, 5d) of the first number of ports are connected via data lines
arranged in cascade to a port of the second number of the row (6a, 6b, 6c, 6d) of
ports.
2. An Ethernet switch according to the preceding claim wherein the subsequent ports (52a,
53a, 54a) of the row (5a, 5b, 5c, 5d) of the first number of ports are each connected
by means of at least one data line according to the row to the ports (61a, 62a, 63a)
of the row (6a, 6b, 6c, 6d) of the second number of ports, beginning with the first
(61a) in the row (6a, 6b, 6c, 6d) of the second number of ports.
3. An Ethernet switch according to one of the two preceding claims wherein the data lines
(B1, B2, B3, B4) comprise bus lines.
4. An Ethernet switch according to the preceding claim wherein the crossbar device (7)
comprises a plurality of bus lines which in the form of a star are connected to a
switch control unit (3a, 3b, 3c, 3d) in each case.
5. An Ethernet switch according to one of the preceding claims wherein the head device
(1) comprises an interface device (11) which is connected by means of a bus line directly
or via a switch control unit (9) of the head device (1) to the crossbar device (7).
6. An Ethernet switch according to one of the preceding claims wherein the interface
device (4a, 4b, 4c, 4d, 11) comprises a number of Ethernet interfaces.
7. An Ethernet switch according to one of the preceding claims, comprising at least one
application interface module (20) for the specification of at least one interface
(44a), connected to at least one interface device (4a, 4b, 4c, 4d, 11).
8. An Ethernet switch according to the preceding claim wherein the application interface
module (20) is formed as an active, passive and / or (intermediate) storage module.
9. An Ethernet switch according to one of the preceding claims wherein each of the data
lines (B1, B2, B3, B4) is formed as a separate four-pole G.Link connection.
10. An Ethernet switch according to one of the preceding claims wherein the crossbar device
(7) comprises a PCI interface for switching on a management function device (8).
11. An Ethernet switch according to one of the preceding claims wherein the structure
of the Ethernet switch is modular and / or can be extended.
12. An Ethernet switch according to one of the preceding claims 3 to 10 wherein the bus
lines are serially arranged.
13. An interface module (2a, 2b, 2c, 2d) for use in an Ethernet switch according to one
of the preceding claims, comprising:
a first number of a row (5a, 5b, 5c, 5d) of ports (51a, 52a, 53a, 54a, 51b, 51c, 51d)
and a second number of a row (6a, 6b, 6c, 6d) of ports (61a, 62a, 63a, 64a) wherein
the first port (51a, 51b, 51c, 51d) in the row (5a, 5b, 5c, 5d) of the first number
of ports (51a, 52a, 53a, 54a, 51b, 51c, 51d) is connected via at least one data line
(2a, B1; 2b, B2; 2c, B3; 2d, B4) to a switch control unit (3a, 3b, 3c, 3d) connected
to an interface device (4a, 4b, 4c, 4d) and wherein
the subsequent ports (52a, 53a, 54a) of the row (5a, 5b, 5c, 5d) of the first number
of ports are each connected by means of at least one data line according to the row
to the ports (61a, 62a, 63a, 64a) of the row (6a, 6b, 6c, 6d) of the second number
of ports, beginning with the first (61a) in the row (6a, 6b, 6c, 6d) of the second
number of ports.
14. An interface module according to the preceding claim wherein the interface device
(4a, 4b, 4c, 4d, 11) comprises a number of Ethernet interfaces.
15. Interface device according to one of the two preceding claims wherein an interface
specification of the interface device (4a, 4b, 4c, 4d) takes place through at least
one application interface module (20) to be connected to the interface device.
16. An interface module according to one of the preceding claims 13 to 15 wherein data
lines (B1, B2, B3, B4) are formed as separate and four-pole bus lines.
17. Method for providing a plurality of connectable interface devices (4a, 4b, 4c, 4d)
wherein a crossbar device (7) which comprises a plurality of separate four-pole data
lines (B1, B2, B3, B4) is connected to switch control units (3a, 3b, 3c, 3d) which
can arranged modularly in a row, assigned to respective interface devices (4a, 4b,
4c, 4d), by means of a predefined data line (B1, B2, B3, B4) in each case and wherein
each switch control unit (3a, 3b, 3c, 3d) is produced as part of an interface module
(2a, 2b, 2c, 2d) in such a manner that the information to be transmitted from the
crossbar device (7) to a subsequently connected interface module (2b, 2c, 2d) is fed
via a cascade arrangement through the previously connected interface module (2a, 2b,
2c) in each case.
18. Method according to the preceding claim wherein the interface device (4a, 4b, 4c,
4d) is provided as an Ethernet connection.
19. Method according to the preceding claim wherein the plurality of Ethernet connections
is determined through the connection of application interface modules (20).